摘要：在两相流系统中,流型影响系统的摩擦阻力和传热等特性,准确判定不同流型对于两相流的计算具有重要意义。对于窄缝通道内的气液两相流动,特别是矩形窄缝通道内流型转变准则,已有学者进行了一定的实验研究,但由于实验装置及工况的限制,目前尚缺乏统一且适用性较广的流型转变准则,已有的基于矩形通道的流型判定准则适用性也有待于进一步评估。本文以空气-水为工质,对竖直矩形窄缝通道内泡状流-弹状流流型转变准则进行分析研究,基于1 168个流型实验数据,采用分界成功率对已有转变准则对于实验数据的适用性进行定量综合评价,并针对流型转变原理开展理论分析,引入无量纲数约束因子Co,建立考虑工质物性和流道尺寸、精度更高、适用范围更广的窄缝通道内泡状流-弹状流流型转变准则。本文结论可为反应堆换热元件和紧凑式换热器设计计算提供依据。

摘要：以工业级脉冲折流板萃取柱为研究对象,建立了液液两相流体CFD数学模型,利用CFD模型研究了分散相持液量、轴向扩散、湍流耗散率以及板间距对萃取柱的影响。结果表明:CFD模型预测的持液量与实验所测结果吻合良好,所建立的CFD模型有效,且CFD模型的持液量较经验公式预测结果更为准确。萃取柱轴向扩散系数随脉冲强度的增大而增大,在工程应用中脉冲强度不易过高。同时相比于分散相速度,连续相速度对轴向扩散系数的影响更大。利用CFD模型对Kummar提出的湍流耗散率经验公式常数进行了修正,常数修正为0.81,从而提高了计算结果的准确性。最后对比了不同板间距萃取柱水力学计算结果,发现萃取柱在工程设计时选取50 mm板间距更为合理。

摘要：反应堆失水事故后,堆芯再淹没过程是维持燃料元件完整性以及缓解事故严重程度的重要手段之一。骤冷温度是再淹没过程关键参数,对了解再淹没过程先驱冷却与骤冷过程有着重要意义。本文基于双面加热的矩形窄缝通道试验装置,研究了矩形窄缝通道内再淹没过程,探究了初始壁面温度、加热功率、冷却剂流速、冷却剂过冷度、压力等对骤冷温度的影响,并通过量纲分析手段,提出了矩形窄缝通道内骤冷温度预测模型。结果表明,骤冷温度随初始壁面温度、加热功率、压力的升高而升高,与冷却剂流速与入口过冷度相关性较小,提出的骤冷温度预测模型预测效果良好。

摘要：为改善铁素体/马氏体钢在液态铅铋环境下的磨蚀性能,采用脉冲激光熔覆技术在一种典型铁素体/马氏体钢表面成功制备出了单一Al_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)/FeCrNi复合涂层,并综合利用多种表征手段对两种涂层的相组成、微区成分、微观组织特征和硬度进行了研究和分析。研究发现,Al_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)/FeCrNi涂层熔覆区(CZ)的厚度分别约为260μm和180μm。Al_(2)O_(3)涂层CZ靠近样品表面的区域主要由较粗大的块状δ铁素体组成,而远离样品表面的区域由细小的板条状马氏体组成。Al_(2)O_(3)/FeCrNi涂层CZ微观组织较均匀,主要由细小的板条状马氏体组成。与此同时,两种涂层内均存在大量弥散分布的Al_(2)O_(3)颗粒。硬度测试显示,Al_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)/FeCrNi涂层的硬度分别为(363±75)HV和(467±17)HV,均明显高于基体((267±5)HV)。综合分析发现,细晶强化和第二相强化的共同作用是Al_(2)O_(3)/FeCrNi涂层硬度更高的原因。

摘要：U-10Zr金属燃料是先进轻水堆、钠冷快堆等堆型的重要候选材料。本文开展多孔U-10Zr金属燃料研究,降低金属燃料芯体本身有效密度,在金属燃料芯体内部设计一定数量、大小的孔隙,贮存裂变气体,为燃料体积膨胀预留空间,提高燃料抗辐照肿胀性能。本文采用冷压压制成型-固相烧结的粉末冶金方法制备多孔U-10Zr合金芯体,研究烧结工艺对芯体密度的影响规律,并对不同孔隙率的芯体开展微观形貌、物相等性能表征。试验结果表明,样品在烧结温度为1100℃下烧结时密度随烧结时间的延长而提高,可通过改变烧结时间控制其孔隙率。

摘要：以工作在柔性支承上的超高速转子系统为对象,研究支撑框架对系统地震动响应的影响。采用欧进萍改进的地震波模型作为输入载荷,碰摩力模型模拟动静件之间的碰摩过程,以拉格朗日方法建立了系统的动力学模型。计算分析了支撑框架对地震动响应中时域波形、碰摩时间、最大振幅的影响。结果表明:转子系统和支撑框架地震动响应呈现出一致的规律,转子振幅约是支撑框架的1.5倍;最大振幅和碰摩时间随支撑框架刚度单调增长、随质量单调减小、随阻尼单调减小;支撑框架基频是影响转子系统地震动响应的关键因素;在工程设计中应先从保持基频不变的思路出发,如果支撑框架质量增加不可避免,而刚度又增无可增,则可增加支撑框架上的阻尼。

摘要：高通量工程试验堆(HFETR)的燃料组件采用了多层环形窄缝流道的设计来提高换热能力。然而,需要注意的是窄缝流道发生堵流的可能性较高。本文基于RELAP5程序建立了HFETR燃料组件模型,经过计算值与试验值的对比验证,结果表明该模型合理准确。基于该模型研究了堵流事故工况下热盒燃料组件的瞬态特性及其影响因素。结果表明:(1)当堵流比大于0.5时,随着堵流比的增加,燃料包壳与芯体峰值温度显著上升;(2)即使单个流道发生全部堵流,由于周围流道的冷却,燃料包壳峰值温度最大值只有218.6℃,能够保证燃料包壳的完整性;(3)单个流道全部堵流事故工况初期流量等参数波动较大,而在事故发生15 s后燃料组件主要参数基本稳定。

摘要：为了研究高通量工程试验堆(HFETR)内2000 kW高温高压考验回路在主泵断电事故过程中的安全特性,基于RELAP5程序建立了考验回路的仿真模型,采用验证后的模型开展了主泵断电事故瞬态特性分析。计算结果表明,在主泵断电事故过程中,主泵高速工况会切换至2台事故泵低速工况,流量下降较快并最终稳定至初始流量的一半,燃料包壳在4.34 s达到峰值温度763 K;之后由于功率的不断下降,包壳温度随之不断下降;事故过程中最小偏离泡核沸腾比大于1.3,表明不会发生偏离泡核沸腾,满足安全要求。

摘要：金属材料在冲击下的韧脆转变现象和动态断裂韧性的测量是金属材料冲击力学性能研究的重要组成部分.针对金属材料在冲击下的韧脆转变现象认识不足和韧性材料在较低加载率下动态J–R阻力曲线难以测量的现状,提出了采用高速材料试验机,设计专用试验夹具,测量15MnTi钢和11MnNiMo钢在不同加载速率下的韧脆转变过程,以及裂尖约束对其动态韧脆转变速率变化的影响.在高速材料试验机上采用上夹具辊刹车,通过调节压缩杆长度改变试验中裂纹扩展量的试验方法,测量了15MnTi钢三点弯曲试样件在较低加载率下的动态断裂韧性.试验发现15MnTi钢CT试验件加载速率低于0.025 m/s时呈现出韧性断裂的特点,加载速率在0.1~0.5 m/s时为韧脆结合型断裂,加载速率高于0.5 m/s后进入脆性断裂区;11MnNiMo钢CT试验件加载速率大于1.5 m/s后,分层断裂过程中出现先脆断后韧段的现象;发现15MnTi钢和11MnNiMo的动态韧脆转变速率受裂尖约束的影响非常明显,面内约束和面外约束的升高都会导致材料动态脆断速率出现明显降低;还发现三点弯曲试验中,15MnTi钢在8788 MPa·mm/s加载率内断裂韧性随加载率的提升呈现出缓慢下降的趋势.

摘要：以欧洲铅冷堆(ELSY)水平螺旋管式蒸汽发生器(HST-SG)为研究对象,结合其结构参数和运行参数,选取了合适的传热阻力模型开发了一维稳态热工水力计算程序,采用该程序首先对ELSY HST-SG进行校核计算,以验证程序计算的准确性,再结合计算结果,对ELSY HST-SG热工水力性能进行详细分析,并针对不同运行参数开展对比分析研究。分析结果表明,ELSY HST-SG各项参数选择合理,热工水力性能优良,结构紧凑。因此,该程序可用于ELSY HST-SG的设计开发和性能分析。